微细电解加工技术的概况与展望

概括总结了微细电解加工的典型技术,综合分析了近几年微细电解加工技术的研究成果和最新进展,包括脉冲电源、新型电解液、复合加工、微器件加工以及基础理论等方面,展望了其未来的研究重点和发展趋势.     

微细电解加工技术的发展现状

结合近些年国内外微细电解加工技术的研究进展,论述了微细电解加工技术在微细机械加工领域取得的最新研究成果,如脉冲微细电解加工、掩膜微细电解加工、微细电解铣削加工、复合电解微细加工等,这些成果在未来的微细电解加工领域应用将更为广泛,具有很好的使用价值。     

微细电解铣削加工技术研究进展及展望

微细电解铣削加工技术具有工具电极无损耗、加工柔性高、与工件材料硬度无关等特点,在金属微结构器件制造领域展现出极具诱惑力的应用前景。通过综合国内外文献资料,按照不同的电解液供给方式介绍微细电解铣削加工技术的研究进展,分析微细电解铣削加工相关技术研究中存在的不足,并展望该领域的未来发展趋势。     

金属微孔网板微细电解加工技术研究

提出了采用微细圆柱群电极电解加工金属网板微孔的工艺方法.以电化学腐蚀法制备了直径(72 μm)一致的单排微细圆柱群电极,并用此群电极为工具阴极,进行了网板微孔的电解加工工艺试验,实现了金属微孔网板的稳定电解加工.     

微细电解加工机理探讨

介绍了微细电解加工技术的原理和特点，通过对其加工工艺的分析，简述了在微细电解加工过程中，影响其加工速度、精度、效率的主要因素，并通过对这些因素的综合分析，总结了制约微细电解加工技术应用的因素和进行微细电解加工应具备的基本条件。最后，针对微细电解加工技术的现状，对其发展提出了新的展望。     

提高微细电解加工精度的研究

对影响微细电解加工精度的因素进行了详细的分析，提出了改善加工精度的方法，如以循环进刀代替直接进刀方式、采用脉冲加工电源、改善阴极的结构设计以及采用非线性电解液等。最后，结合实验对这些方法的可行性与有效性进行了验证。     

三维微细电解加工装备的研制与开发

设计开发了一台微细电解加工装置.该装置采用龙门固定式结构,具有高精密的压电陶瓷微动工作台,可通过CCD观察整个加工过程;在宏微结合的驱动控制下,可进行各种微细孔、微细轴以及复杂微细结构的高精度微细电解加工.     

加工间隙内电解产物对微细电解加工的影响分析

微细电解加工时,由于间隙微小,生成的电解产物因难以从加工区域中移除而降低了加工速度甚至中断加工.为保证加工的持续进行,利用工具电极作间歇快速回退是移除间隙内的电解产物、更新电解液的有效途径之一.论文研究分析了间歇回退加工情况下电解产物移除速率对加工速度的影响,结果表明:加工速度并不随加工间隙的减小而单调增大,实际加工速度存在极限值(极大值).为兼顾加工效率和加工精度,应以与之对应的间隙值作为实际加工间隙.     

超纯水微细电解加工的基础研究

简要介绍了离子交换树脂间超纯水的电离过程,试验研究了超纯水电解加工的机理和可行性,并对实验结果进行了探讨。     

螺旋电极微细电解加工的流场仿真与实验研究

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)计算软件FLUENT,对螺旋电极微细电解加工间隙内复杂流场的变化做数值模拟分析,分析了加工间隙、电解液流速及压力等因素对流场的影响,获得最优的流场分布,从而提高了微细电解加工稳定性。     

微细盘状电极制备及其微细电解加工研究

基于电化学腐蚀加工方法,提出了一种微细盘状电极的制备方法。先采用平板阴极电化学腐蚀法,将毛坯加工成圆柱状微细电极,再对圆柱电极端部进行绝缘保护,进一步腐蚀制备得到微细盘状电极。利用微细圆柱电极、盘状电极和盘状群电极,在厚1 mm的304不锈钢片上进行电解加工对比实验,结果证明采用微细盘状电极电解加工微小孔,其加工定域性有明显改善,侧壁间隙减小,且降低了孔锥度。     

微细电解铣槽加工参数对微槽加工精度的影响

采用微细电解加工方法在3J21合金横梁上进行微槽的铣削加工,主要研究了脉冲幅值、脉冲频率、脉冲宽度等加工参数对微槽的侧壁间隙波动误差、底部间隙波动误差、侧壁角度、底部圆角尺寸的影响规律。通过优化加工参数,可将微槽的宽度误差和槽底厚度误差控制在3μm以内,侧壁角度在90~96°之间,底部圆角半径小于17μm。     

微小孔的电解加工工艺研究

为了研究微小孔的电解加工工艺,采用在线加工的微细电极和超短脉冲电压,以及复合电解液电解加工微小孔.通过在线加工电极,避免了电极的二次装夹,提高了加工孔时的定位精度.实验中,分析了不同种类的电解液及其浓度、加工电压以及脉冲宽度对微小孔加工精度的影响.实验结果表明,添加络合剂的钝化电解液既能溶解阳极的电解产物,避免发生短路,提高了加工的稳定性,又不会增大加工间隙.而超短脉冲电压能明显减小微小孔加工的侧面间隙,并保证孔直径的一致性.     

微细超声波加工工具损耗机理的实验研究

针对微细超声波加工中工具损耗严重的问题,分析了其中可能造成工具快速损耗的原因。这些原因主要有工具和工件的直接撞击作用、磨粒的撞击作用、磨粒的切削和刮擦作用、超声空化作用及化学腐蚀作用。通过设计加工实验,用单一因素控制法对这些原因的影响效果进行分析,最后得出磨粒的高频撞击作用是造成微细超声波加工中工具损耗的主要原因。     

微细超声加工技术的发展现状与评析

对国内外微细超声加工技术的发展进行了系统的综述，重点介绍了机床结构与工具制备、加工模式和基础研究等几个方面的现状，并对其中的一些关键问题进行了分析。     

微小整体构件加工技术的现状和发展

介绍了微小整体构件制造技术的现状,对数控切削、特种加工、精密铸造等加工工艺方法做出了相应比较.重点论述了以数控电解、数控电火花为加工代表的特种加工技术对微小整体构件的加工,以此为基础,阐明了组合/复合加工技术有望在未来制造中发挥更重要的作用.最后对微小整体构件的发展趋势及应用前景进行了展望.     

基于静电驱动的微细电解加工技术

利用电容两极板间的静电力可促使两极板相互靠近的特点,提出了基于静电驱动的微细电解加工技术,并设计了静电驱动微细电解加工装置。分析了电解液浓度和电源频率对加工间隙的影响,并进行了二维结构、阵列柱状结构的静电驱动电解加工实验。结果表明:采用静电驱动技术实现电极的微进给,能使加工间隙达到微细电解加工的要求;通过控制电源的脉宽和频率,能实现自适应电解加工的目的。     

准晶材料的研究现状及其前景展望

综述了准晶材料的结构、特征及其应用现状，认为目前将准晶材料以涂层或薄膜的形式涂覆于其它材料表面，只是利用了准晶材料的不粘性、难表面氧化性、耐热、耐磨、低的摩擦系数、耐蚀及特殊的光学性能，而准晶材料还具有独特的热电性、磁阻性、吸氢性和催化性等性能尚未被应用，预言了准晶材料将会有广阔的应用前景。     

电火花摇动加工微细阵列轴和孔的试验研究

针对微细阵列轴和孔的电火花加工,提出了利用数控电火花加工机床摇动功能的摇动加工微细阵列轴和孔的方法.此法是基于电火花反拷贝加工的原理,先用丝电极在薄平板(中间电极)上按要加工的阵列轴和孔间距或数倍间距加工阵列小孔(直径0.1 mm以上),然后用加工的薄平板(中间电极)作电极,电火花摇动加工微细阵列轴(电极),最后用此微细阵列电极加工阵列孔.进行了电火花摇动加工微细阵列电极试验,得到了单电极直径为50 μm、长径比为16的3×3阵列电极,并用此电极在70 μm厚的不锈钢板上加工出单孔直径为70 μm的3×3微细阵列孔.试验结果表明,电火花摇动加工方法可实现微细阵列轴和孔的加工.